openresty源码剖析——lua代码的加载
##Openresty是什么
OpenResty是一个基于 Nginx 与 Lua 的高性能 Web 平台,通过把lua嵌入到Nginx中，使得我们可以用轻巧的lua语言进行nginx的相关开发，处理高并发，扩展性极高的动态 Web 应用。
大家知道lua_code_cache 开关用于控制是否缓存*_by_lua_file对应的文件里的lua代码
lua_code_cache off的情况下，跟请求有关的阶段，在每次有请求来的时候，都会重新加载最新的lua文件，这样我们修改完代码之后就不用通过reload来更新代码了
而*_by_lua_block、*_by_lua和init_by_lua_file里的代码(init_by_lua阶段和具体请求无关)，如果修改的内容涉及这几个，仍需要通过reload来更新代码
那openresty是如何实现这些，如何完成加载代码，和代码缓存的呢？
##Nginx配置
假设Nginx相关的配置如下所示
lua_code_cache off;
location ~ ^/api/([-_a-zA-Z0-9/]+) {
content_by_lua_file lua/$1.lua;
}
当来到的请求符合 ^/api/([-_a-zA-Z0-9/] 时，会在NGX_HTTP_CONTENT_PHASE HTTP请求内容阶段交给 lua/$1.lua来处理
比如
/api/addition 交给 lua/addition.lua 处理
/api/substraction 交给 lua/substraction .lua 处理
##请求的处理
content_by_lua_file对应的请求来临时，执行流程为 ngx_http_lua_content_handler -> ngx_http_lua_content_handler_file-> ngx_http_lua_content_by_chunk
配置项相关
324 { ngx_string("content_by_lua_file"),
325 NGX_HTTP_LOC_CONF|NGX_HTTP_LIF_CONF|NGX_CONF_TAKE1,
326 ngx_http_lua_content_by_lua,
327 NGX_HTTP_LOC_CONF_OFFSET,
328 0,
329 (void *) ngx_http_lua_content_handler_file }
670 char *
671 ngx_http_lua_content_by_lua(ngx_conf_t *cf, ngx_command_t *cmd, void *conf)
672 {
673 ...
756 llcf->content_handler = (ngx_http_handler_pt) cmd->post;//设置回调函数为ngx_http_lua_content_handler_file
757 ...
768 clcf->handler = ngx_http_lua_content_handler;//使用按需挂载处理函数的方式挂载处理函数，处理函数为ngx_http_lua_content_handler
769
770 return NGX_CONF_OK;
771 }
处理函数
135 ngx_int_t
136 ngx_http_lua_content_handler(ngx_http_request_t *r)137 {
138 ...
152
153 ctx = ngx_http_get_module_ctx(r, ngx_http_lua_module);//获取请求在ngx_http_module模块对应的上下文结构
154
155 dd("ctx = %p", ctx);
156
157 if (ctx == NULL) {
158 ctx = ngx_http_lua_create_ctx(r);//如果之前没有设置过上下文，调用ngx_http_lua_create_ctx创建上下文结构
159 if (ctx == NULL) {
160 return NGX_HTTP_INTERNAL_SERVER_ERROR;
161 }
162 }
163
164 dd("entered? %d", (int) ctx->entered_content_phase);
165
166 ...
205 return llcf->content_handler(r);//调用ngx_http_content_handler_file函数
206 }
创建上下文结构
259 ngx_http_lua_create_ctx(ngx_http_request_t *r)
260 {
261 ...
276 if (!llcf->enable_code_cache && r->connection->fd != (ngx_socket_t) -1) {//如果lua_code_cache off
277 ...
281 L = ngx_http_lua_init_vm(lmcf->lua, lmcf->cycle, r->pool, lmcf,
282 r->connection->log, &cln);//为请求初始化一个新的lua_state
296 ctx->vm_state = cln->data;
297
298 } else {
299 ctx->vm_state = NULL;//不分配新的lua_state,这样所有请求都会使用ngx_http_lua_module模块的lua_state
300 }
301
302
276行 如果关闭了lua代码缓存，那么openresty就会为每一个请求创建一个新的lua_state 并设置相关的字段，最后赋值给ctx->vm_state,
ctx->vm_state的类型如下
typedef struct {
lua_State *vm;
ngx_int_t count;
} ngx_http_lua_vm_state_t;
回调函数
229 ngx_int_t
230 ngx_http_lua_content_handler_file(ngx_http_request_t *r)
231 {
232 ...
244 script_path = ngx_http_lua_rebase_path(r->pool, eval_src.data,
245 eval_src.len);//获取lua文件的路径
251 L = ngx_http_lua_get_lua_vm(r, NULL);//获得lua_state,如果请求有自己的lua_state则使用请求自己的lua_state，否则使用ngx_http_lua_module模块的lua_state
252
253 /* load Lua script file (w/ cache) sp = 1 */
254 rc = ngx_http_lua_cache_loadfile(r->connection->log, L, script_path,
255 llcf->content_src_key);//加载代码
256 ...
267 return ngx_http_lua_content_by_chunk(L, r);//创建协程执行代码的函数
268 }
##代码加载
204 ngx_int_t
205 ngx_http_lua_cache_loadfile(ngx_log_t *log, lua_State *L,
206 const u_char *script, const u_char *cache_key)
207 {
208 ...
232 rc = ngx_http_lua_cache_load_code(log, L, (char *) cache_key);
233 if (rc == NGX_OK) {//代码在全局变量table中存在，则返回
234 ...
237 return NGX_OK;
238 }
239 ...
250 rc = ngx_http_lua_clfactory_loadfile(L, (char *) script);//
251 ...
279 rc = ngx_http_lua_cache_store_code(L, (char *) cache_key);
280 ...
285 return NGX_OK;
286
287 error:
288 ...
294 }
代码加载分成3步完成
ngx_http_lua_cache_load_code 从lua_state的全局变量table中加载代码，如果全局缓存中有就返回
ngx_http_lua_clfactory_loadfile 用自定义的函数从文件中加载代码
ngx_http_lua_cache_store_code 把代码存放到lua_state的全局变量table中
尝试从全局变量table中加载代码
34 static ngx_int_t
35 ngx_http_lua_cache_load_code(ngx_log_t *log, lua_State *L,
36 const char *key)
37 {
38 ...
41 /* get code cache table */
42 lua_pushlightuserdata(L, &ngx_http_lua_code_cache_key);
43 lua_rawget(L, LUA_REGISTRYINDEX); /* sp++ */
44 ...
52 lua_getfield(L, -1, key); /* sp++ */
53
54 if (lua_isfunction(L, -1)) {
55 /* call closure factory to gen new closure */
56 rc = lua_pcall(L, 0, 1, 0);
57 if (rc == 0) {
58 ...
61 return NGX_OK;
62 }
63 ...
75 return NGX_ERROR;
76 }
77 ...
85 return NGX_DECLINED;
86 }
42-52行，相当于LUA_REGISTRYINDEX[‘ngx_http_lua_code_cache_key’][‘key’]以ngx_http_lua_code_cache_key为索引从全局注册表表中查找key对于的value
54-61行，如果value存在并且为一个函数，因为这里的函数体是 return function() … end包裹的 所以在56行需要再调用lua_pcall执行下，以获得返回的函数并将返回的函数结果放到栈顶，最终将 LUA_REGISTRYINDEX从栈中移除
如果代码缓存关闭的时候，openresty会为每一个请求创建一个新的lua_state，这样请求来临的时候在全局变量table中找不到对应的代码缓存，需要到下一步ngx_http_lua_clfactory_loadfile中读取文件加载代码
如果代码缓存打开的时候，openresty会使用ngx_http_lua_module全局的lua_state，这样只有新的lua文件，在首次加载时需要到ngx_http_lua_clfactory_loadfile中读取文件加载代码，第二次来的时候便可以在lua_state对应的全局变量table中找到了
从文件中读取代码
598 ngx_int_t
599 ngx_http_lua_clfactory_loadfile(lua_State *L, const char *filename)
600 {
601 ...
615 lf.begin_code.ptr = CLFACTORY_BEGIN_CODE;
616 lf.begin_code_len = CLFACTORY_BEGIN_SIZE;
617 lf.end_code.ptr = CLFACTORY_END_CODE;
618 lf.end_code_len = CLFACTORY_END_SIZE;
619 ...
622 lf.f = fopen(filename, "r");
623 ...
700 status = lua_load(L, ngx_http_lua_clfactory_getF, &lf,
701 lua_tostring(L, -1));
702 ...
716 return status;
#define CLFACTORY_BEGIN_CODE "return function() "
#define CLFACTORY_END_CODE "\nend"
700行用自定义的ngx_http_lua_clfactory_getF函数读取lua代码
并在原有代码的开头加上了return function() 结束处加上了\nend
缓存代码
103 ngx_http_lua_cache_store_code(lua_State *L, const char *key)
104 {
105 ...
108 lua_pushlightuserdata(L, &ngx_http_lua_code_cache_key);
109 lua_rawget(L, LUA_REGISTRYINDEX);
110 ...
118 lua_pushvalue(L, -2); /* closure cache closure */
119 lua_setfield(L, -2, key); /* closure cache */
120 ...
122 lua_pop(L, 1); /* closure */
123 ...
125 rc = lua_pcall(L, 0, 1, 0);
126 ...
131 return NGX_OK;
132 }
108-119行，相当于 LUA_REGISTRYINDEX[‘ngx_http_lua_code_cache_key’][‘key’] = function xxx,将代码放入全局table中
122行，将 LUA_REGISTRYINDEX从栈中弹出
125行，因为代码块是 return function() … end包裹的，所以在56行需要再调用lua_pcall执行以获得返回的函数
##总结
1、当lua_code_cache off的情况下，openresty关闭lua代码缓存，为每一个请求都创建一个新的lua_state，这样每一个请求来临的时候在新创建的lua_state中，都在全局table的代码缓存中找不到代码，需要重新读取文件加载代码，
因此可以立即动态加载新的lua脚本，而不需要reload nginx，但因为每个请求都需要分配新的lua_state,和读取文件加载代码，所以性能较差
2、当lua_code_cache on的情况下，openresty打开lua代码缓存，每一个请求使用ngx_http_lua_module全局的lua_state，新的lua文件在首次加载的时候，会去读取文件加载代码，然后存放到lua的全局变量中，
请求再次的时候 就会在lua_state全局table缓存中找到了，不需要再读取文件加载代码，因此修改完代码之后，需要reload nginx之后才可以生效
3、通过 content_by_lua_file 中使用 Nginx 变量时，可以在实现在lua_code_cache on的情况下动态加载新的 Lua 脚本，而不需要reload nginx
posted on 2017-04-27 16:24 magicsoar 阅读(3400) 评论(0) 编辑 收藏 举报
